DE102008054637A1 - Hybrid powertrain of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (1), einer dem Getriebe (1) zugeordneten Getriebeölwanne (2), zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leistungselektronik vorgeschlagen. Dabei ist ein Bauraum (3) für die Leistungselektronik vorgesehen, welcher unter der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) untergebracht ist.It is proposed a hybrid powertrain of a motor vehicle with a transmission (1), a gearbox (1) associated transmission oil pan (2), at least one electric machine and the electric machine associated power electronics. In this case, a space (3) for the power electronics is provided, which is housed under the transmission oil pan (2) of the transmission (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The present invention relates to a hybrid powertrain of a motor vehicle according to the preamble of Patent claim 1.

Bei Hybridfahrzeugen ist in den Antriebsstrang mindestens eine elektrische Maschine integriert, welche über eine entsprechende Leistungselektronik, die einen Wechselrichter umfasst, angesteuert wird.at Hybrid vehicles is in the powertrain at least one electric Integrated machine, which has a corresponding power electronics, which includes an inverter is driven.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Leistungselektronik außerhalb des Getriebes in einem separaten Gehäuse im Fahrzeug anzuordnen und mit einem drei- oder mehrphasigen Kabel mit der elektrischen Maschine zu verbinden.Out the prior art is known, the power electronics outside to arrange the transmission in a separate housing in the vehicle and with a three or more phase cable with the electric machine connect to.

Ferner sind auch Lösungen bekannt, bei denen die Leistungselektronik in den Antriebsstrang bzw. in das Getriebe integriert ist.Further Solutions are also known in which the power electronics is integrated in the drive train or in the transmission.

Beispielsweise ist aus der DE 10 2004 048 908 A1 ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug bekannt, bei dem zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eine Wandlerglocke angeordnet ist, durch die die Antriebswelle verläuft und in welche eine Kupplungseinrichtung und eine elektrische Maschine mit zumindest einem Kondensator und entsprechender Leistungselektronik integriert ist. Hierbei sind der Kondensator und die Leistungselektronik in radialer Richtung um den Außenumfang der elektrischen Maschine verteilt zwischen dem Stator der elektrischen Maschine und der Wandlerglocke angeordnet und stehen dabei in wärmeleitendem Kontakt zu der Kühlung des Stators der elektrischen Maschine.For example, is from the DE 10 2004 048 908 A1 a powertrain for a vehicle, in which a converter bell is arranged between the internal combustion engine and a transmission through which the drive shaft extends and in which a clutch device and an electric machine is integrated with at least one capacitor and corresponding power electronics. Here, the capacitor and the power electronics are distributed in the radial direction around the outer circumference of the electric machine between the stator of the electric machine and the converter bell and are in thermally conductive contact with the cooling of the stator of the electric machine.

Aus der DE 10 2006 005 095 A1 geht ein Hybridgetriebe hervor, mit einem Getriebegehäuse, das eingangsseitig einen glockenartigen Gehäuseab schnitt aufweist, wobei in dem Getriebegehäuse mindestens eine elektrische Maschine angeordnet ist, die dazu vorgesehen ist, Antriebsenergie in einen Drehmomentpfad des Hybridgetriebes einzuspeisen oder mechanische Energie aus einem Drehmomentpfad des Hybridgetriebes zu entnehmen und in elektrische Energie umzuwandeln.From the DE 10 2006 005 095 A1 is a hybrid transmission, with a transmission housing, the input side has a bell-shaped Gehäuseab section, wherein in the transmission housing at least one electrical machine is arranged, which is intended to feed drive energy into a torque path of the hybrid transmission or to remove mechanical energy from a torque path of the hybrid transmission and convert it into electrical energy.

Hierbei ist zur Steuerung bzw. Regelung der zumindest einen elektrischen Maschine eine elektrische Steuer-/Regeleinrichtung vorgesehen, die in einem radialen Außenbereich des glockenartigen Gehäuseabschnitts angeordnet ist und zwar derart, dass sich die Steuer-/Regeleinrichtung nur über einen Teilumfang des glockenartigen Gehäuseabschnitts erstreckt.in this connection is for controlling the at least one electrical Machine provided an electrical control / regulating device, the in a radial outer region of the bell-shaped housing section is arranged in such a way that the control / regulating device only over a partial circumference of the bell-shaped housing section extends.

Die aus der DE 10 2004 048 908 A1 und der DE 10 2006 005 095 A1 bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass eine Wartung bzw. ein Austausch der Komponenten der Leistungselektronik mit erheblichem Aufwand verbunden ist.The from the DE 10 2004 048 908 A1 and the DE 10 2006 005 095 A1 known solutions have the disadvantage that maintenance or replacement of the components of the power electronics is associated with considerable effort.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Anordnung der Leistungselektronik der zumindest einen elektrischen Maschine in der Nähe der elektrischen Maschine anzugeben, welche eine Wartung bzw. einen Austausch der Komponenten der Leistungselektronik mit geringem Aufwand ermöglicht und bauraumneutral ist.Of the The present invention is based on the object, a hybrid powertrain a motor vehicle with an arrangement of the power electronics the at least one electric machine near the specify electrical machine, which a maintenance or a Replacement of the components of the power electronics with little effort possible and space is neutral.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.These The object is solved by the features of claim 1. Further embodiments and advantages of the invention are apparent from the dependent claims.

Demnach wird ein Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe, einer dem Getriebe zugeordneten Getriebeölwanne, zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leis tungselektronik vorgeschlagen, wobei ein Bauraum für die Leistungselektronik vorgesehen ist, welcher unter der Getriebeölwanne untergebracht ist.Therefore is a hybrid powertrain of a motor vehicle with a transmission, a transmission oil pan associated with the transmission, at least one electric machine and one of the electrical machine associated Leis proposed electronics, with a space for the power electronics is provided, which under the transmission oil pan is housed.

Hierbei weisen die Leistungselektronik-Baugruppen vorzugsweise eine geringe Bauhöhe auf, um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs nicht zu beeinträchtigen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Bauraum für die Leistungselektronik auch Teil der Getriebeölwanne sein.in this connection the power electronics modules preferably have a low Build height to not allow the ground clearance of the vehicle affect. According to a development The invention, the space for the power electronics also be part of the transmission sump.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich zwischen der Getriebeölwanne und der Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet, was in dem Vorteil resultiert, dass keine Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik, beispielsweise ein weiterer Kühlkreislauf mit Wärmetauscher und Kühlmittelverrohrung erforderlich sind.According to one particularly advantageous embodiment of the invention the area between the transmission oil pan and the power electronics thermally well-conductive, resulting in the advantage that no measures to ensure cooling the power electronics, for example, another cooling circuit with heat exchanger and coolant piping required are.

Als elektrische Anschlüsse sind eine mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine, der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und/oder eine Datenverbindung nach außen, beispielsweise zu einem Bus-System vorgesehen, wobei die mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine gemäß der Erfindung getriebeintern über vorgefertigte Formteile realisiert werden kann. Ferner kann für den Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und für die Datenverbindung nach außen an geeigneter Stelle am Getriebe eine entsprechende Verbindung vorgesehen sein; beispielsweise können diese Verbindungen mittels eines Kabels und eines Steckers oder mittels eines direkt am Getriebegehäuse vorgesehenen Steckers realisiert werden.When electrical connections are a multi-phase connection to the electrical machine, the power connection to the DC link and / or a data connection to the outside, for example to a Bus system provided, with the multi-phase connection to the electrical Machine according to the invention via the transmission prefabricated moldings can be realized. Furthermore, for the power connection to the DC link and for the Data connection to the outside at a suitable location on the gearbox a corresponding connection may be provided; for example, these can Connections by means of a cable and a plug or by means implemented a provided directly on the gear housing plug become.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption des Hybridantriebsstrangs mit der Anordnung der Leistungselektronik unter bzw. in der Getriebeölwanne in unmittelbarer Nähe zur elektrischen Maschine wird zum Einen eine extrem kurze Verbindung zwischen E-Maschine und Leistungselektronik erzielt, was auch hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit vorteilhaft ist. Zum Anderen entfallen Verbindungskabel, was zu einer deutlichen Vereinfachung des Systems umfassend die elektrische Maschine und die Leistungselektronik führt. Durch die Integration von vorgefertigten Teilen zur Herstellung der mehrphasigen Verbindung zur elektrischen Maschine in das Getriebegehäuse und in das Getriebe wird die Montage vereinfacht, die Teilezahl reduziert und die Montagezeit signifikant verkürzt.By the conception according to the invention the hybrid powertrain with the arrangement of the power electronics under or in the transmission oil pan in the immediate vicinity of the electric machine is on the one hand achieved an extremely short connection between the electric motor and power electronics, which is also advantageous in terms of electromagnetic compatibility. On the other hand eliminates connection cable, resulting in a significant simplification of the system comprising the electrical machine and the power electronics. The integration of prefabricated parts for producing the multi-phase connection to the electric machine in the transmission housing and in the transmission assembly is simplified, reduces the number of parts and significantly reduces assembly time.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzeption besteht darin, dass durch die bauraumneutrale Anordnung der Leistungselektronik kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Dies führt dazu, dass ein hybridisiertes Getriebe gemäß der Erfindung als Ausstattungsvariante eines Fahrzeugs mit Getriebe ohne Hybridantrieb eingebaut werden kann, ohne dabei im Fahrzeug Änderungen an der Struktur des Getriebetunnels, der Länge des Antriebsstrangs und an den Flanschverbindungen zum Verbrennungsmotor und zur Kardanwelle vorsehen zu müssen.One Another advantage of the concept of the invention is that due to the space-neutral arrangement of the power electronics no additional space is needed. This causes a hybridized transmission according to the Invention as equipment variant of a vehicle with transmission can be installed without hybrid drive, without changing the vehicle at the structure of the transmission tunnel, the length of the powertrain and at the flange connections to the combustion engine and to the cardan shaft to have to provide.

Ferner steht durch die Anordnung der Leistungselektronik unter der Getriebeölwanne mit dem Getriebeöl ein Kühlmedium zur Verfügung, welches in vorteilhafter Weise auch für die Kühlung der Leistungselektronik eingesetzt werden kann, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Kühlung der Leistungselektronik erforderlich ist.Further stands by the arrangement of the power electronics under the transmission oil pan with the gear oil, a cooling medium available, which is also advantageous for cooling The power electronics can be used, so no additional Effort for cooling the power electronics is required.

Hierbei kann unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einem Kaltstart, die Verlustleistung der Leistungselektronik zum Heizen des Getriebeölkreislaufes genutzt werden, um diesen auf die Betriebstemperatur zu bringen bzw. zu halten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrische Maschine in Schwachlastphasen des Verbrennungsmotors diesen komplett ersetzen soll.in this connection can under certain operating conditions, for example at a Cold start, the power loss of the power electronics for heating the Transmission oil circuit can be used to this on the To bring operating temperature or keep. This is special advantageous when the electric machine in light load phases of the internal combustion engine to replace it completely.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung eines Getriebes ist, bei dem der Bauraum für die Leistungselektronik unter der Getrebeölwanne untergebracht ist, beispielhaft näher erläutert.The Invention will be described below with reference to the attached FIGURE, which is a schematic representation of a transmission in which the installation space for the power electronics is housed under the grain oil sump is explained in more detail by way of example.

In der beigefügten Figur ist mit 1 das Getriebe, mit 2 die Getriebeölwanne, mit 4 die Getriebeglocke und mit 5 der Flansch zum nicht dargestellten Verbrennungsmotor bezeichnet. Gemäß der Erfindung ist der Bauraum 5 für die Leistungselektronik der zumindest einen elektrischen Maschine des Antriebsstrangs unter der Getriebeölwanne 2 untergebracht. Vorzugsweise ist der Bereich 6 zwischen der Getriebeölwanne 2 und dem Bauraum 3 für die Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet, wodurch zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik entfallen.In the accompanying figure is with 1 the transmission, with 2 the transmission oil pan, with 4 the gear bell and with 5 the flange referred to the internal combustion engine, not shown. According to the invention, the installation space 5 for the power electronics of the at least one electric machine of the drive train under the transmission oil pan 2 accommodated. Preferably, the area 6 between the transmission oil pan 2 and the installation space 3 thermally well conductive formed for the power electronics, which eliminates additional measures to ensure the cooling of the power electronics.

11
Getriebetransmission
22
GetriebeölwanneTransmission oil pan
33
Bauraum für die Leistungselektronikspace for the power electronics
44
Getriebeglocketransmission bell
55
Flanschflange
66
Bereich zwischen der Getriebeölwanne 2 und dem Bauraum 3 für die LeistungselektronikArea between the transmission oil pan 2 and the installation space 3 for the power electronics

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102004048908 A1 [0005, 0008] - DE 102004048908 A1 [0005, 0008]
  • - DE 102006005095 A1 [0006, 0008] - DE 102006005095 A1 [0006, 0008]

Claims (6)

Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (1), einer dem Getriebe (1) zugeordneten Getriebeölwanne (2), zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leistungselektronik, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauraum (3) für die Leistungselektronik vorgesehen ist, welcher unter der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) untergebracht ist.Hybrid powertrain of a motor vehicle with a transmission ( 1 ), one of the transmission ( 1 ) associated transmission oil pan ( 2 ), at least one electric machine and one of the electrical machine associated power electronics, characterized in that a space ( 3 ) is provided for the power electronics, which under the transmission oil pan ( 2 ) of the transmission ( 1 ) is housed. Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (3) für die Leistungselektronik Teil der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) ist.Hybrid drive train, according to claim 1, characterized in that the space ( 3 ) for the power electronics part of the transmission oil pan ( 2 ) of the transmission ( 1 ). Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (6) zwischen der Getriebeölwanne (2) und dem Bauraum (3) für die Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet ist, wodurch zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik entfallen.Hybrid powertrain, according to claim 1 or 2, characterized in that the range ( 6 ) between the transmission oil pan ( 2 ) and the installation space ( 3 ) is thermally well conductive formed for the power electronics, which eliminates additional measures to ensure the cooling of the power electronics. Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Anschlüsse eine mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine, der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und/oder eine Datenverbindung nach außen vorgesehen sind.Hybrid powertrain according to claim 1, 2 or 3, characterized in that as electrical connections a multi-phase connection to the electric machine, the power connection to the DC link and / or a data connection to the outside are provided. Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine getriebeintern über vorgefertigte Formteile realisiert ist.Hybrid drive train, according to claim 4, characterized in that that the multiphase connection to the electric machine is geared via prefabricated Moldings is realized. Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und die Datenverbindung nach außen mittels eines Kabels und eines Steckers oder mittels eines direkt am Getriebegehäuse vorgesehenen Steckers realisiert sind.Hybrid powertrain, according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the power connection to the DC link and the data connection to the outside by means of a cable and a connector or by means of a directly provided on the transmission housing Plug are realized.
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